[发明专利]一种高精度NTC热敏电阻芯片的制造方法

说明书

本发明公开了一种高精度NTC热敏电阻芯片的制造方法，包括以下步骤：1）按照化学式Mn_{3‑x‑y‑z}Ni_xFe_yCo_zQ_tO₄称量对应的金属氧化物，混合球磨，低温煅烧，球磨破碎，高温煅烧，得到热敏陶瓷粉体；2）对热敏陶瓷粉体进行球磨，加入有机粘结剂，干燥、造粒、过筛，得到成型粉体；3）对成型粉体进行干压成型和等静压成型，得到成型坯块；4）将成型坯块加入气氛炉，在弱氧化性气氛下烧结，得到烧结块；5）将烧结块切成薄片，被银或金电极，进行热处理，将薄片划成所需尺寸，得到高精度NTC热敏电阻芯片。本发明通过控制烧结过程中的氧分压来抑制FeMnNiO₄的分解，并通过在预烧前引入低温煅烧来减少成份偏析，生产工艺过程容易控制，芯片阻值和B值合格率高，可靠性高。

技术领域

本发明涉及一种高精度NTC热敏电阻芯片的制造方法。

背景技术

负温度系数（NTC）热敏电阻是指电阻随温度升高而下降的电子陶瓷材料，广泛用于温度传感器中用来测量温度。近年来，随着科学技术的快速发展，人们对NTC热敏电阻芯片的测温精度和控温精度的要求越来越高。镍元素具有能同时降低材料电阻率和B值的特性，且不像Cu元素那样易引起NTC热敏电阻老化，可以方便地作为主要组份添加到NTC热敏电阻配方中，用来调整NTC热敏电阻的电阻率和材料常数B值。然而，由于Ni具有可变价态，在高温烧结时会发生分解反应析出NiO，导致材料的电阻率和材料常数B值发生变化。这种分解反应与烧结温度、保温时间和冷却速度密切相关。因此，当NTC热敏电阻配方体系中Ni含量比较高时，需要采用较苛刻的烧结工艺，这就造成了电阻率ρ为2～25kΩ•cm、B_25/85为3200～3600K的NTC热敏电阻芯片难以得到。

目前，生产符合上述要求的NTC热敏电阻芯片的方法主要有以下几种：1）通过干压成型和冷等静压相结合的方式制成压锭，烧结后切片、上电极、老练、划片，得到NTC热敏电阻芯片，该方法限制了Ni元素的添加量，芯片1%品阻值合格率较低，为了保证划片后1%品阻值合格率能达到80%以上，Ni元素的添加量一般不得超过10at%，当Ni元素添加量比较大时，由于陶瓷外层和芯部在组成和微结构上有显著差异，易造成电阻率沿径向或纵向变化分布，导致产品合格率低；2）通过湿法成型直接制成薄片，烧结后上电极、老练、划片，得到NTC热敏电阻芯片，该方法生产效率低，为了保证薄片的厚度均匀性可能还需要增加研磨工序，进一步降低了效率。以上两种方法都对烧结工艺中的烧结温度、保温时间和降温速度提出了较为严格的要求，即使烧结工艺参数发生轻微变动，都有可能得不到目标的电阻率、B值和成品合格率。

此外，现有方法采用的工艺路线大多为：混料球磨、预烧、二次球磨、成形、烧结、后续做成芯片，由于各种原材料的密度不尽相同，在混料球磨、预烧、二次球磨的过程中会存在一定的成分偏析，影响材料体系后续的阻值及B值均匀性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度NTC热敏电阻芯片的制造方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种高精度NTC热敏电阻芯片的制造方法包括以下步骤：

1)按照化学式Mn_3-x-y-zNi_xFe_yCo_zQ_tO₄称量对应的金属氧化物，混合球磨，低温煅烧，球磨破碎，高温煅烧，得到热敏陶瓷粉体；

2)对热敏陶瓷粉体进行球磨，加入有机粘结剂，造粒，过筛，得到成型粉体；

3)对成型粉体进行干压成型和等静压成型，得到成型坯块；

4)将成型坯块加入气氛炉，在弱氧化性气氛下烧结，得到烧结块；